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JP3110448B2 - Overtone crystal oscillator - Google Patents
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JP3110448B2 - Overtone crystal oscillator - Google Patents

Overtone crystal oscillator

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JP3110448B2
JP3110448B2 JP02307363A JP30736390A JP3110448B2 JP 3110448 B2 JP3110448 B2 JP 3110448B2 JP 02307363 A JP02307363 A JP 02307363A JP 30736390 A JP30736390 A JP 30736390A JP 3110448 B2 JP3110448 B2 JP 3110448B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明は、帰還ループを有する水晶発振器を具え、該
水晶発振器の帰還ループ内に、その振幅特性が共振周波
数の範囲でオーバーシュートを有する共振増幅器が配置
されているオーバートーン水晶発振器に関するものであ
る。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention includes a crystal oscillator having a feedback loop, and a resonance amplifier whose amplitude characteristic has an overshoot in a resonance frequency range within a feedback loop of the crystal oscillator. Related to an overtone crystal oscillator.

(背景技術) このようなオーバートーン水晶発振器は、例えば雑誌
フンクショウ(journal Funkschau)、第21巻、1982
年、頁81〜82から知られているように、一般にキャパシ
タンスとインダクタンスの双方を有する共振増幅器を具
えている。この増幅器の共振周波数を水晶発振器の所望
の高調波の周波数と一致させる。このようにして、共振
増幅器の共振周波数の範囲における振幅特性のオーバー
シュートを利用する。共振周波数を水晶発振器の所望の
高調波に正確に一致させるために、共振増幅器の共振周
波数の正確な調整が必要である。
(Background Art) Such an overtone crystal oscillator is disclosed, for example, in Journal Funkschau, Vol. 21, 1982.
As is known from pages 81-82, it generally comprises a resonant amplifier having both capacitance and inductance. The resonance frequency of this amplifier is matched with the frequency of the desired harmonic of the crystal oscillator. In this way, the overshoot of the amplitude characteristic in the resonance frequency range of the resonance amplifier is used. In order to exactly match the resonance frequency to the desired harmonic of the crystal oscillator, precise adjustment of the resonance frequency of the resonance amplifier is necessary.

(発明の開示) 本発明の目的は頭書に記載したタイプのオーバートー
ン水晶発振器を提供することである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an overtone crystal oscillator of the type mentioned in the introduction.

本発明は、この目的を達成するために、帰還ループを
有する水晶発振器を具え、該水晶発振器の帰還ループ内
に、その振幅特性が共振周波数の範囲でオーバーシュー
トを有する共振増幅器が配置されているオーバートーン
水晶発振器において、共振増幅器の共振周波数が、発生
すべきオーバートーンの周波数と水晶発振器の次の低次
数発振周波数との間に位置し、且つ発生すべきオーバー
トーンの周波数範囲内の信号に対し前記次の低次数発振
周波数の周波数範囲内の信号が、帰還ループにおいて、
特に共振増幅器において、当該オーバートーン水晶発振
器が前記次の低次数発振周波数で発振し得なくなるよう
な移相を受け、当該オーバートーン水晶発振器がオーバ
ートーンの周波数でのみ発振することを特徴とする。
In order to achieve this object, the present invention comprises a crystal oscillator having a feedback loop, and a resonance amplifier whose amplitude characteristic has an overshoot in a resonance frequency range is arranged in the feedback loop of the crystal oscillator. In the overtone crystal oscillator, the resonance frequency of the resonance amplifier is set between the frequency of the overtone to be generated and the next lower-order oscillation frequency of the crystal oscillator, and the signal within the frequency range of the overtone to be generated. On the other hand, a signal in the frequency range of the next lower-order oscillation frequency is, in a feedback loop,
Particularly, in the resonance amplifier, the overtone crystal oscillator receives a phase shift such that it cannot oscillate at the next lower-order oscillation frequency, and the overtone crystal oscillator oscillates only at the overtone frequency.

ここで、「水晶発振器の次の低次数発振周波数」と
は、水晶発振器が基本周波数の整数倍の周波数(高調
波)で発振することができ且つ発生すべきオーバートー
ン周波数が例えば基本周波数の3倍の周波数(第3次高
調波)である場合には、第2次高調波の周波数を意味す
る。また、水晶発振器が基本周波数の奇数倍の周波数
(奇数高調波)で発振することができ且つ発生すべきオ
ーバートーン周波数が例えば基本周波数の3倍の周波数
(第3次高調波)である場合には、第1次高調波(基本
波)の周波数を意味する。
Here, “the next lower-order oscillation frequency of the crystal oscillator” means that the crystal oscillator can oscillate at a frequency (harmonic) that is an integral multiple of the fundamental frequency and the overtone frequency to be generated is, for example, 3 times the fundamental frequency. When the frequency is twice as high (third harmonic), it means the frequency of the second harmonic. Further, when the crystal oscillator can oscillate at an odd multiple of the fundamental frequency (odd harmonic) and the overtone frequency to be generated is, for example, three times the fundamental frequency (third harmonic). Means the frequency of the first harmonic (fundamental wave).

このように、このオーバートーン水晶発振器では、共
振増幅器の共振周波数の範囲における振幅特性のオーバ
ーシュートはもはやこの周波数範囲において所望のオー
バートーンを発生するのに使用されず、その代わりに帰
還ループの位相変化、特に共振増幅器の位相変化がオー
バートーン水晶発振器を所望のオーバートーンの周波数
で発振せしめるのに使用される。この目的のために必要
とされる帰還ループにおける信号の位相変化は一般に共
振増幅器により有利に達成される。
Thus, in this overtone crystal oscillator, the overshoot of the amplitude characteristic in the range of the resonant frequency of the resonant amplifier is no longer used to generate the desired overtone in this frequency range, but instead the phase of the feedback loop The change, particularly the phase change of the resonant amplifier, is used to cause the overtone crystal oscillator to oscillate at the desired overtone frequency. The phase change of the signal in the feedback loop required for this purpose is generally advantageously achieved by a resonant amplifier.

本質的には共振増幅器のために、発生すべきオーバー
トーンの周波数範囲内の信号に対し前記次の低次数発振
周波数の周波数範囲内の信号が、帰還ループにおいて、
オーバートーン水晶発振器が前記次の低次数発振周波数
で発振し得なくなるような移相を受け、発振条件がもは
やこれらの周波数に対し満足されなきなる。他方、帰還
ループあるいは共振増幅器の共振周波数より上の信号周
波数に対しては、信号の移相が無いかあるいは極めて小
さいため、オーバートーン水晶発振器は発生すべきオー
バートーンの周波数で発振することができ、従って発振
条件がこの周波数に対し満足される。
Essentially for a resonant amplifier, a signal in the frequency range of the next lower order oscillation frequency for a signal in the frequency range of the overtone to be generated, in a feedback loop,
The overtone crystal oscillator has undergone a phase shift such that it cannot oscillate at the next lower order oscillation frequencies, and the oscillation conditions are no longer satisfied for these frequencies. On the other hand, for signal frequencies above the resonant frequency of the feedback loop or resonant amplifier, there is no or very little signal phase shift, so the overtone crystal oscillator can oscillate at the overtone frequency to be generated. Thus, the oscillation conditions are satisfied for this frequency.

このオーバートーン水晶発振器の主な利点は、共振増
幅器の共振周波数を、発生すべきオーバートーンの周波
数と、水晶発振器の次の低次数発振周波数との間に位置
させるという条件を満足させるだけでよい点にある。し
かし、これはかなり広い周波数範囲であるから、かなり
大きな構成要素の変動が存在し、共振増幅器の共振周波
数がかなり大きく変化する場合でも、もはや共振増幅器
の共振周波数を正確に調整する必要はない。従って、本
発明のオーバートン水晶発振器は何の問題も無く集積化
できる。更に、水晶発振器の基本波発振の確実な抑制が
共振増幅器の共振周波数以下では約180度の移相により
得られる。
The main advantage of this overtone crystal oscillator is that it only needs to satisfy the condition that the resonance frequency of the resonant amplifier is located between the frequency of the overtone to be generated and the next lower order oscillation frequency of the crystal oscillator. On the point. However, since this is a fairly wide frequency range, there is no longer a need to precisely adjust the resonant frequency of the resonant amplifier, even if there are significant component variations and the resonant frequency of the resonant amplifier varies significantly. Therefore, the overton crystal oscillator of the present invention can be integrated without any problem. Further, a reliable suppression of the fundamental wave oscillation of the crystal oscillator can be obtained by a phase shift of about 180 degrees below the resonance frequency of the resonance amplifier.

本発明の他の実施例においては、発生すべきオーバー
トーンの周波数範囲内の信号が共振増幅器を実質的に零
の移相で通過し、前記次の低次数発振周波数の周波数範
囲内の信号が共振増幅器において約180度の移相を受け
ることを特徴とする。水晶発振器を、発振条件が帰還ル
ープ内の共振増幅器を使用する必要なしに所望のオーバ
ートーンに対し満足されるように実現する場合には、共
振増幅器をその共振周波数以上ではこれを通過する信号
に移相を発生しないように形成するのが有利である。し
かし、共振周波数以下では、約180度の移相を生ずるた
め、オーバートーン水晶発振器はこの周波数範囲では発
振できない。
In another embodiment of the invention, a signal within the frequency range of the overtone to be generated passes through the resonant amplifier with a substantially zero phase shift, and a signal within the frequency range of the next lower order oscillation frequency is generated. The resonant amplifier is characterized by undergoing a phase shift of about 180 degrees. If the crystal oscillator is implemented such that the oscillation conditions are satisfied for the desired overtone without the need to use a resonant amplifier in the feedback loop, the resonant amplifier must be able to pass signals above it at its resonant frequency. Advantageously, it is formed so as not to cause a phase shift. However, below the resonance frequency, a phase shift of about 180 degrees occurs, so that the overtone crystal oscillator cannot oscillate in this frequency range.

本発明の他の実施例においては、共振増幅器内に共振
を発生する受動要素としてキャパシタとオーム抵抗が設
けられていることを特徴とする。180度の所望の移相を
発生するためには簡単なRC回路網で十分であるため、こ
のRC回路網を含むオーバートーン水晶発振器は上述した
ように容易に集積化できる。
Another embodiment of the present invention is characterized in that a capacitor and an ohmic resistor are provided as passive elements for generating resonance in the resonance amplifier. Since a simple RC network is sufficient to generate the desired 180 degree phase shift, an overtone crystal oscillator including this RC network can be easily integrated as described above.

所望の発振周波数に対し水晶発振器の次の高次数発振
周波数におけるオーバートーン水晶発振の発振を抑制す
るために、本発明の他の実施例においては、共振増幅器
及び水晶発振器の帰還ループが、オーバートーンの周波
数に対し次の高次数発振周波数において1より小さい振
幅利得を有することを特徴とする。
In order to suppress the oscillation of the overtone crystal oscillation at the next higher order oscillation frequency of the crystal oscillator with respect to the desired oscillation frequency, in another embodiment of the present invention, the feedback loop of the resonance amplifier and the crystal oscillator includes an overtone oscillator. Is characterized by having an amplitude gain smaller than 1 at the next higher-order oscillation frequency with respect to this frequency.

容易に実現できる本発明オーバートーン水晶発振器の
具体的な実施例においては、少なくとも2個のトランジ
スタを具えるエミッタ結合水晶マルチバイブレータを水
晶発振器として配置し、RC回路網を有する差動増幅器を
共振増幅器として配置し、且つ前記差動増幅器の第1入
力端子を前記水晶マルチバイブレータの第1トランジス
タのコレクタに、第1出力端子を第2トランジスタのベ
ースにそれぞれ接続するとともに、前記差動増幅器の第
2入力端子を前記水晶マルチバイブレータの第2のトラ
ンジスタのコレクタに、第2出力端子を第1トランジス
タのベースに接続して、前記差動増幅器を前記水晶マル
チバイブレータの帰還回路網として配置したことを特徴
とする。
In a specific embodiment of the overtone crystal oscillator of the present invention, which can be easily realized, an emitter-coupled crystal multivibrator having at least two transistors is arranged as a crystal oscillator, and a differential amplifier having an RC network is used as a resonance amplifier. And a first input terminal of the differential amplifier is connected to a collector of a first transistor of the crystal multivibrator, and a first output terminal is connected to a base of a second transistor. An input terminal is connected to a collector of a second transistor of the crystal multivibrator, a second output terminal is connected to a base of the first transistor, and the differential amplifier is arranged as a feedback network of the crystal multivibrator. And

本発明の実施例を添付図面を参照して詳細に説明す
る。
Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

(実施例) 第1図に示されたエミッタ結合水晶マルチバイブレー
タは2つの負帰還されたトランジスタ1と2を有してお
り、それらのコレクタがオーム抵抗3,4を介して正の電
源電圧+Vpに接続されている。抵抗3と4は周波数に依
存しない帰還回路網の機能を有している。トランジスタ
1のベースはトランジスタ2のコレクタに接続され、そ
れとは逆に、トランジスタ2のベースはトランジスタ1
のコレクタに接続されている。水晶5が2個のトランジ
スタ1と2のエミッタ間に配置されている。トランジス
タ1と2の両エミッタはそれぞれ電流源6と7を介して
接地されている。
(Embodiment) The emitter-coupled crystal multivibrator shown in FIG. 1 has two negative-feedback transistors 1 and 2 whose collectors are connected to the positive power supply voltage + Vp through ohmic resistors 3 and 4. It is connected to the. Resistors 3 and 4 have the function of a frequency independent feedback network. The base of transistor 1 is connected to the collector of transistor 2 and, conversely, the base of transistor 2 is connected to transistor 1
Connected to the collector. A crystal 5 is arranged between the emitters of the two transistors 1 and 2. Both emitters of transistors 1 and 2 are grounded via current sources 6 and 7, respectively.

第1図に示されたエミッタ結晶水晶マルチバイブレー
タは、例えば20MHzの基本周波数で発振するように形成
できる。しかし、この水晶マルチバイブレータは奇数高
調波の領域で発振させることもできる。20MHzの基本周
波数では、これらの発振周波数は第3次高調波に対して
60MHz、第5次高調波に対して100MHzである。
The emitter crystal quartz multivibrator shown in FIG. 1 can be formed to oscillate at a fundamental frequency of, for example, 20 MHz. However, this crystal multivibrator can also oscillate in the region of odd harmonics. At a fundamental frequency of 20 MHz, these oscillation frequencies are relative to the third harmonic.
60 MHz and 100 MHz for the fifth harmonic.

例えば60MHzを所望のオーバートーン周波数として発
生させる必要がある場合には、第1図の水晶発振器を以
下に説明するように第2図に示す共振増幅器と組み合せ
ることができる。
For example, if it is necessary to generate 60 MHz as the desired overtone frequency, the crystal oscillator of FIG. 1 can be combined with the resonant amplifier shown in FIG. 2 as described below.

第2図に示す共振増幅器は共振発生用のRC回路網を有
する差動増幅器の形をしている。
The resonant amplifier shown in FIG. 2 is in the form of a differential amplifier having an RC network for generating resonance.

第2図の差動増幅器は2つのエミッタ結合トランジス
タ11と12を有している。2つのトランジスタ11と12はそ
れぞれ抵抗13と14を介して正の直流電源電圧+Vpに接続
されている。トランジスタ11と12のベースはそれぞれ抵
抗15と16を介して同じ電源電圧に接続されている。トラ
ンジスタ11と12のベースはキャパシタ17を介して結合さ
れている。トランジスタ11と12の結合エミッタは電流源
18を介して接地されている。
The differential amplifier of FIG. 2 has two emitter coupled transistors 11 and 12. The two transistors 11 and 12 are connected to a positive DC power supply voltage + Vp via resistors 13 and 14, respectively. The bases of transistors 11 and 12 are connected to the same power supply voltage via resistors 15 and 16, respectively. The bases of transistors 11 and 12 are coupled via a capacitor 17. The coupled emitter of transistors 11 and 12 is a current source
Grounded via 18.

第1出力端子A1に出力信号を供給するトランジスタ11
のコレクタは、入力端子E2に相当するトランジスタ12の
ベースに結合キャパシタ19を介して接続されている。同
様に、第2出力端子A2に出力信号を供給するトランジス
タ12のコレクタは、入力端子E1に相当するトランジスタ
11のベースに結合キャパシタ20を介して接続されてい
る。
Transistor 11 for supplying an output signal to first output terminal A1
Is connected via a coupling capacitor 19 to the base of the transistor 12 corresponding to the input terminal E2. Similarly, the collector of the transistor 12 that supplies the output signal to the second output terminal A2 is a transistor corresponding to the input terminal E1.
11 is connected to the base via a coupling capacitor 20.

第2図に示すこの共振増幅器の共振周波数はキャパシ
タ17,19,20と抵抗13,14の値によって決定される。第2
図に示す共振増幅器を第1図に示す水晶発振器と組み合
せ、このようなオーバートーン水晶発振器を第1図に示
す水晶発振器の基本波の3倍の周波数で発振させる必要
がある場合には、第2図に示す差動増幅器の共振周波数
を、第1図に示す水晶発振器の基本波と第3次高調波と
の間に位置させる必要がある。上記の数値例では、共振
周波数を20MHzと60MHzとの間の範囲内にする必要があ
る。基本波での水晶発振器の発振をこの組合せ配置にお
いて確実に抑制するために、第2図に示す共振増幅器
は、その共振周波数以上の周波数範囲内の信号を本質的
に移相することなく通すが共振増幅器の共振周波数以下
の周波数範囲内の信号は約180度移相させる位相特性を
有している。
The resonance frequency of the resonance amplifier shown in FIG. 2 is determined by the values of the capacitors 17, 19, 20 and the resistors 13, 14. Second
If the resonance amplifier shown in the figure is combined with the crystal oscillator shown in FIG. 1 and such an overtone crystal oscillator needs to oscillate at a frequency three times the fundamental wave of the crystal oscillator shown in FIG. The resonance frequency of the differential amplifier shown in FIG. 2 needs to be located between the fundamental wave and the third harmonic of the crystal oscillator shown in FIG. In the above numerical example, the resonance frequency needs to be in the range between 20 MHz and 60 MHz. In order to reliably suppress the oscillation of the crystal oscillator at the fundamental wave in this combination arrangement, the resonance amplifier shown in FIG. 2 passes signals within a frequency range equal to or higher than the resonance frequency thereof without any phase shift. A signal in a frequency range equal to or lower than the resonance frequency of the resonance amplifier has a phase characteristic of shifting the phase by about 180 degrees.

第2図に示す共振増幅器の特性は第3図に詳細に示さ
れている。
The characteristics of the resonant amplifier shown in FIG. 2 are shown in detail in FIG.

第3図はこの共振増幅器の周波数対振幅特性を実線で
示し、周波数対位相特性を破線で示している。
FIG. 3 shows the frequency-amplitude characteristic of this resonance amplifier by a solid line, and the frequency-phase characteristic by a broken line.

第3図に示された共振増幅器の振幅特性は、第2図に
は示されていないが、共振増幅器の入力端子E1とE2に電
流源の2つの端子が接続された態様で決定することがで
きる。この場合には出力電圧UAが2つの出力端子A1とA
2の間に発生する。端子A1とA2の間に発生する出力電圧
に対する2つの入力端子E1とE2に供給される電流の比が
第3図に振幅特性として示されている。この振幅特性に
おいて、第3図の38MHz付近にオーバーシュートが明ら
かに認められる。それは第2図に示された共振増幅器の
共振周波数である。
Although not shown in FIG. 2, the amplitude characteristic of the resonance amplifier shown in FIG. 3 can be determined in a manner that two terminals of the current source are connected to the input terminals E1 and E2 of the resonance amplifier. it can. In this case, the output voltage UA has two output terminals A1 and A
Occurs between two. The ratio of the current supplied to the two input terminals E1 and E2 to the output voltage generated between the terminals A1 and A2 is shown as an amplitude characteristic in FIG. In this amplitude characteristic, an overshoot is clearly observed around 38 MHz in FIG. It is the resonance frequency of the resonance amplifier shown in FIG.

この共振周波数の範囲内において、共振増幅器の位相
特性ΦAは明確な変化を示している。位相特性ΦAは差
動増幅器の入力信号と出力信号との間に起こる移相を示
す。第3図から明らかなように、共振増幅器の共振周波
数以下では約180度の移相が存在する。これは第1図の
水晶発振器の約20MHzの基本波の周波数範囲に対しても
同様である。第2図の共振増幅器の共振周波数は第1図
の水晶発振器の基本波の周波数とその第3次高調波の周
波数との間の38MHzに設定されている。本例では第3次
高調波の周波数、すなわち約60MHz、に相当する発生す
べきオーバートーン周波数の範囲では、本質的に共振増
幅器において移相が発生せず、すなわち位相特性ΦAは
ほぼ0度を有している。また水晶発振器の次の高次数発
振周波数(第5次高調波)の範囲、すなわち約100MHzで
も、共振増幅器を通過する信号に小さな移相が存在する
のみである。
Within this range of the resonance frequency, the phase characteristic ΦA of the resonance amplifier shows a clear change. The phase characteristic ΦA indicates a phase shift that occurs between the input signal and the output signal of the differential amplifier. As is apparent from FIG. 3, there is a phase shift of about 180 degrees below the resonance frequency of the resonance amplifier. The same applies to the frequency range of the fundamental wave of about 20 MHz of the crystal oscillator shown in FIG. The resonance frequency of the resonance amplifier shown in FIG. 2 is set to 38 MHz between the frequency of the fundamental wave and the frequency of the third harmonic of the crystal oscillator shown in FIG. In this example, in the range of the overtone frequency to be generated corresponding to the frequency of the third harmonic, that is, about 60 MHz, essentially no phase shift occurs in the resonance amplifier. Have. Even in the range of the next higher-order oscillation frequency (fifth harmonic) of the crystal oscillator, that is, about 100 MHz, only a small phase shift exists in the signal passing through the resonance amplifier.

第2図に示された共振増幅器のこの実施例によれば、
発生すべきオーバートーン(本例では約60MHzの周波数
の第3次高調波)の周波数範囲では、共振増幅器を通過
する信号に殆ど移相を生じないという条件が満足され
る。水晶発振器の次の低次数発振周波数(本例では約20
MHzの基本波)の範囲では、共振増幅器を通過する信号
は約180度移相し、従って水晶発振器の発振はこの周波
数範囲では抑制される。第1図のエミッタ結合水晶マル
チバイブレータと、第2図の共振増幅器とから形成され
るオーバートーン水晶発振器を第4図に示す。
According to this embodiment of the resonant amplifier shown in FIG.
In the frequency range of the overtone to be generated (the third harmonic having a frequency of about 60 MHz in this example), the condition that almost no phase shift occurs in the signal passing through the resonance amplifier is satisfied. The next lower order oscillation frequency of the crystal oscillator (about 20 in this example)
In the range of (MHz fundamental), the signal passing through the resonant amplifier is shifted by about 180 degrees, so that the oscillation of the crystal oscillator is suppressed in this frequency range. FIG. 4 shows an overtone crystal oscillator formed from the emitter-coupled crystal multivibrator of FIG. 1 and the resonance amplifier of FIG.

第1図に示されたオーバートーン水晶発振器は特に抵
抗3と4を含む帰還回路網を有しており、これは周波数
非依存帰還回路網である。
The overtone crystal oscillator shown in FIG. 1 has a feedback network, in particular including resistors 3 and 4, which is a frequency-independent feedback network.

第4図は、第1図の水晶マルチバイブレータと第2図
の共振増幅器の組合せを示し、この組合せでは第1図の
水晶マルチバイブレータの帰還回路網が省略されてい
る。ここでは第2図の共振増幅器が帰還回路網として使
用されている。このために、共振増幅器の第1入力端子
E1が水晶マルチバイブレータの第1トランジスタ1のコ
レクタに接続され、第1入力E1と関連する出力端子A1が
水晶マルチバイブレータの第2トランジスタ2のベース
に接続されている。同様に、共振増幅器の第2入力端子
E2が水晶マルチバイブレータの第2トランジスタ2のコ
レクタに接続され、第2入力E2と関連する出力端子A2が
水晶マルチバイブレータの第1トランジスタ1のベース
に接続されている。2つの抵抗3及び4と、水晶マルチ
バイブレータの2つのトランジスタ1及び2間のベース
とコレクタの交差接続とが省略されている。本例では共
振増幅器がこの帰還回路網と置き換えられている。
FIG. 4 shows a combination of the crystal multivibrator of FIG. 1 and the resonant amplifier of FIG. 2, in which the feedback network of the crystal multivibrator of FIG. 1 is omitted. Here, the resonant amplifier of FIG. 2 is used as a feedback network. For this purpose, the first input terminal of the resonance amplifier
E1 is connected to the collector of the first transistor 1 of the crystal multivibrator, and the output terminal A1 associated with the first input E1 is connected to the base of the second transistor 2 of the crystal multivibrator. Similarly, the second input terminal of the resonance amplifier
E2 is connected to the collector of the second transistor 2 of the crystal multivibrator, and the output terminal A2 associated with the second input E2 is connected to the base of the first transistor 1 of the crystal multivibrator. The two resistors 3 and 4 and the cross connection of the base and collector between the two transistors 1 and 2 of the crystal multivibrator are omitted. In this example, the resonant amplifier is replaced by this feedback network.

第4図に示されたオーバートーン水晶発振器はその水
晶発振器の基本波の周波数範囲で発振できない。その理
由は、この周波数範囲では水晶発振器の帰還ループ内の
共振増幅器を通過する信号が約180度移相するためであ
る。しかし、第3次高調波の周波数範囲、すなわち約60
MHzでは、第4図のオーバートーン水晶発振器は、この
周波数範囲では帰還信号が共振増幅器を実質的に何の移
相も受けずに通過するとともにその信号レベルがあまり
大きく減衰しないため、発振することができる。
The overtone crystal oscillator shown in FIG. 4 cannot oscillate in the frequency range of the fundamental wave of the crystal oscillator. The reason is that in this frequency range, the signal passing through the resonant amplifier in the feedback loop of the crystal oscillator is shifted by about 180 degrees. However, the frequency range of the third harmonic, ie, about 60
At MHz, the overtone crystal oscillator of FIG. 4 oscillates in this frequency range because the feedback signal passes through the resonant amplifier with substantially no phase shift and its signal level does not attenuate too much. Can be.

約100MHzである次に高い次数の高調波の周波数範囲で
は、共振増幅器を通過する信号は小さい位相偏移を示す
が、この周波数範囲では共振増幅器から出る信号の振幅
は非常に小さいため、このオーバートーン水晶発振器は
もはや発振しない。
In the frequency range of the next higher order harmonic, which is about 100 MHz, the signal passing through the resonant amplifier exhibits a small phase shift, but in this frequency range the amplitude of the signal leaving the resonant amplifier is very small and this The tone crystal oscillator no longer oscillates.

従って、第4図に示されたオーバートーン水晶発振器
は60MHzにおけるその第3次高調波で専ら発振できる。
Thus, the overtone crystal oscillator shown in FIG. 4 can oscillate exclusively at its third harmonic at 60 MHz.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図はエミッタ結合水晶マチバイブレータを示し、 第2図は共振増幅器として使用されるRC回路網を持つ差
動増幅器を示し、 第3図は第2図の共振増幅器の周波数対振幅特性と周波
数対位相特性を示し、 第4図は第1図の水晶発振器と第2図の共振増幅器を組
み合わせてなるオーバートーン水晶発振器を示す。 1、2、5、6、7:水晶発振器 11、12、13、14、17、18、19、20、21、22:共振増幅器
FIG. 1 shows an emitter-coupled quartz multivibrator, FIG. 2 shows a differential amplifier having an RC network used as a resonance amplifier, and FIG. 3 shows frequency-amplitude characteristics and frequency of the resonance amplifier of FIG. FIG. 4 shows an overtone crystal oscillator obtained by combining the crystal oscillator shown in FIG. 1 and the resonance amplifier shown in FIG. 1, 2, 5, 6, 7: Crystal oscillators 11, 12, 13, 14, 17, 18, 19, 20, 21, 22: Resonant amplifier

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03B 5/30 - 5/42 INSPEC(DIALOG) JICSTファイル(JOIS)──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Fields surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H03B 5/30-5/42 INSPEC (DIALOG) JICST file (JOIS)

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】帰還ループを有する水晶発振器を具え、該
水晶発振器の帰還ループ内に、振幅特性が共振周波数の
範囲にオーバーシュートを有する共振増幅器が配置され
ているオーバートーン水晶発振器において、共振増幅器
の共振周波数が、発生すべきオーバートーンの周波数と
水晶発振器の次の低次数発振周波数との間に位置し、且
つ発生すべきオーバートーンの周波数範囲内の信号に対
し前記次の低次数発振周波数の周波数範囲内の信号が、
帰還ループにおいて、特に共振増幅器において、当該オ
ーバートーン水晶発振器が前記次の低次数発振周波数で
発振し得なくなるような移相を受け、当該オーバートー
ン水晶発振器がオーバートーンの周波数でのみ発振する
発生することを特徴とするオーバートーン水晶発振器。
1. An overtone crystal oscillator comprising a crystal oscillator having a feedback loop, wherein a resonance amplifier having an amplitude characteristic having an overshoot in a resonance frequency range is arranged in a feedback loop of the crystal oscillator. Is located between the frequency of the overtone to be generated and the next lower-order oscillation frequency of the crystal oscillator, and for signals within the frequency range of the overtone to be generated, the next lower-order oscillation frequency Signal within the frequency range of
In the feedback loop, especially in the resonance amplifier, the overtone crystal oscillator undergoes a phase shift such that it cannot oscillate at the next lower-order oscillation frequency, and the overtone crystal oscillator oscillates only at the overtone frequency. An overtone crystal oscillator characterized in that:
【請求項2】発生すべきオーバートーンの周波数範囲内
の信号が共振増幅器を実質的に零の移相で通過し、前記
次の低次数発振周波数の周波数範囲内の信号が共振増幅
器において約180度の移相を受けることを特徴とする請
求項1記載のオーバートーン水晶発振器。
2. A signal within the frequency range of the overtone to be generated passes through the resonant amplifier with a substantially zero phase shift, and a signal within the frequency range of the next lower order oscillation frequency is approximately 180 ° at the resonant amplifier. 2. The overtone crystal oscillator according to claim 1, wherein the overtone crystal oscillator is subjected to a phase shift.
【請求項3】発生すべきオーバートーンが前記水晶発振
器の第3次高調波であり、前記共振増幅器の共振周波数
が前記水晶発振器の基本周波数と第3次高調波との間に
位置することを特徴とする請求項1又は2記載のオーバ
ートーン水晶発振器。
3. The method according to claim 1, wherein the overtone to be generated is a third harmonic of the crystal oscillator, and a resonance frequency of the resonance amplifier is located between a fundamental frequency of the crystal oscillator and a third harmonic. 3. The overtone crystal oscillator according to claim 1, wherein:
【請求項4】前記共振増幅器が共振発生用受動要素とし
てキャパシタとオーム抵抗のみを具えることを特徴とす
る請求項1−3の何れかに記載のオーバートーン水晶発
振器。
4. The overtone crystal oscillator according to claim 1, wherein said resonance amplifier includes only a capacitor and an ohmic resistor as passive elements for generating resonance.
【請求項5】前記水晶発振器の帰還ループが、オーバー
トーン周波数に対し次の高次数の発振周波数において、
1より小さい振幅利得を有することを特徴とする請求項
1−4の何れかに記載のオーバートーン水晶発振器。
5. The feedback loop of the crystal oscillator according to claim 1, wherein at a next higher-order oscillation frequency with respect to the overtone frequency,
5. The overtone crystal oscillator according to claim 1, having an amplitude gain smaller than 1.
【請求項6】少なくとも2個のトランジスタを具えるエ
ミッタ結合水晶マルチバイブレータを水晶発振器として
配置し、RC回路網を有する差動増幅器を共振増幅器とし
て配置し、且つ前記差動増幅器の第1入力端子を前記水
晶マルチバイブレータの第1トランジスタのコレクタ
に、第1出力端子を第2トランジスタのベースにそれぞ
れ接続するとともに、前記差動増幅器の第2入力端子を
前記水晶マルチバイブレータの第2トランジスタのコレ
クタに、第2出力端子を第1トランジスタのベースに接
続して、前記差動増幅器を前記水晶マルチバイブレータ
の帰還回路網として配置したことを特徴とする請求項1
−5の何れかに記載のオーバートーン水晶発振器。
6. An emitter-coupled crystal multivibrator comprising at least two transistors is arranged as a crystal oscillator, a differential amplifier having an RC network is arranged as a resonant amplifier, and a first input terminal of the differential amplifier. Are connected to the collector of the first transistor of the crystal multivibrator, the first output terminal is connected to the base of the second transistor, and the second input terminal of the differential amplifier is connected to the collector of the second transistor of the crystal multivibrator. And a second output terminal connected to the base of the first transistor, wherein the differential amplifier is arranged as a feedback network of the crystal multivibrator.
The overtone crystal oscillator according to any one of -5.
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